基于铝相固废的高硅型铁尾矿活化性能研究

作     者：王亭 

作者单位：沈阳建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：海洪

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：高硅型铁尾矿 铝相固废 活化性能 活性指数 活化机理 

摘      要：在水泥及混凝土大力发展的同时,水泥和混凝土的用量在不断增加,随之带来的问题是严重的环境污染和能源危机,因此水泥混凝土行业需调整发展模式,改变发展方向,降低水泥的能耗,减少环境污染,走可持续发展的道路,所以矿物掺合料在水泥混凝土当中得到广泛应用。随着钢铁行业的快速发展,我国铁尾矿每年的排放量是巨大的,因此针对铁尾矿的开发利用,探索处理铁尾矿的新方法,新途径,实现铁尾矿的综合利用是极具实际意义的。铁尾矿的化学组成与其它的胶凝材料十分相似,是以硅、钙、铝等的氧化物为主要成分,但属于惰性材料组分,本身火山灰活性不高,为了提高铁尾矿活性,明确铁尾矿元素组成、矿物组成、微结构及水化硬化过程,研究各种因素对含铁尾矿掺合料活性的影响规律,形成高硅型含铁尾矿活化改性设计方案,本文以高硅型铁尾矿为主要原料,重点进行基于铝相固废的高硅型铁尾矿活化性能研究。论文分为三个部分进行论述:第一部分是铁尾矿-粉煤灰-陶瓷粉多元体系掺合料活化性能研究,第二部分是铁尾矿-粉煤灰-煤矸石多元体系掺合料活化性能研究,第三部分是铁尾矿-粉煤灰-锂渣多元体系掺合料活化性能研究。首先选用的铝相固废为陶瓷粉,主要对铁尾矿-粉煤灰-陶瓷粉多元体系掺合料活化性能进行研究。研究主要分成两小节,第一小节是铁尾矿、陶瓷粉（IC）二元体系掺合料的活性研究;为了提高活性,第二小节加入粉煤灰进行铁尾矿、粉煤灰、陶瓷粉（IFC）三元体系掺合料的活性研究。试验研究的活化方式主要选取机械-化学活化,以活性指数为评判标准,通过研究活化剂种类、活化剂掺量、成分配比、替代率不同影响因素对掺合料活性的影响,形成最佳改性设计方案。最后采用激光粒度分析、密度检测、比表面积检测、DTA-TG热分析测定、扫描电子显微镜分析等对基于陶瓷粉的铁尾矿活化的整个过程进行分析研究,进一步探索活化机理,为化学活性提供理论依据。然后选用铝相固废煤矸石、锂渣进行和陶瓷粉相同的研究,以活性指数为评价标准,研究铁尾矿分别与粉煤灰、陶瓷粉、煤矸石、锂渣多种固废掺合料的相容性,分析铁尾矿、粉煤灰、陶瓷粉、煤矸石、锂渣等矿物掺合料与水泥的协同水化过程,明确水化硬化过程中的物相变化及宏观力学性能的发展规律,形成最佳改性设计方案